一、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)
GPS是一種高精度衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)。在實(shí)驗(yàn)期間，它能給出高精度的定位結(jié)果。這時(shí)盡管有人提
出利用差分技術(shù)來進(jìn)一步提高定位精度，但由于用戶要求還不迫切，所以這一技術(shù)發(fā)展較慢。隨著GPS技術(shù)的發(fā)展和完善，應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步開拓，人們越來越重視利用差分GPS技術(shù)來改善定位性能。它使用一臺 GPS基準(zhǔn)接收機(jī)和一臺用戶接收機(jī)，利用實(shí)時(shí)或事后處理技術(shù)，就可以使用戶測量時(shí)消去公共的誤差源 -電離層和對流層效應(yīng)。特別提出的是，當(dāng)GPS工作衛(wèi)星升空時(shí)，美國政府實(shí)行了SA政策，其結(jié)果使衛(wèi)星鐘差和星歷誤差顯著增加，使原來的實(shí)時(shí)定位精度從15m降至100m，致使一些對定位精度要求稍高的用戶得不到滿足在這種情況下，利用差分技術(shù)能消除這一部分誤差，因此，現(xiàn)在發(fā)展差分GPS技術(shù)就顯得越來越重要。
二、高精度GPS定位
常規(guī)的GPS測量方法，如靜態(tài)、快速靜態(tài)、動態(tài)測量都需要事后進(jìn)行解算才能獲得厘米級的精度，
而RTK是能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級定位精度的測量方法，它采用了載波相位動態(tài)實(shí)時(shí)差分（Real－－-
time kinematic）方法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑，它的出現(xiàn)為工程放樣、地形測圖，各種控制測量帶 了新曙光，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。
高精度的GPS測量必須采用載波相位觀測值，RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測值的實(shí)時(shí)動態(tài)定
位技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)地提供測站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級精度。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標(biāo)信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，同時(shí)給出厘米級定位結(jié)果，歷時(shí)不到一秒鐘。流動站可處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可處于運(yùn)動狀態(tài)；可在固定點(diǎn)上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動態(tài)作業(yè)，也可在動態(tài)條件下直接開機(jī)，并在動態(tài)環(huán)境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知數(shù)解固定后，即可進(jìn)行每個(gè)歷元的實(shí)時(shí)處理，只要能保持四顆以上衛(wèi)星相位觀測值的跟蹤和必要的幾何圖形，則流動站可隨時(shí)給出厘米級定位結(jié)果。
RTK技術(shù)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，RTK定位時(shí)要求基準(zhǔn)站接收機(jī)實(shí)時(shí)地把觀測數(shù)
據(jù)（偽距觀測值，相位觀測值）及已知數(shù)據(jù)傳輸給流動站接收機(jī)，數(shù)據(jù)量比較大，一般都要求9600的波 特率，這在無線電上不難實(shí)現(xiàn)。
三、GPRS技術(shù)在RTK中的應(yīng)用
GPS RTK系統(tǒng)由一個(gè)基準(zhǔn)站和一個(gè)或者多個(gè)移動站組成。
基準(zhǔn)站：架設(shè)一臺接收機(jī)和一套無線數(shù)據(jù)發(fā)射器，兩者通過串口線互連?；鶞?zhǔn)站做靜態(tài)測量，獲取
實(shí)時(shí)差分?jǐn)?shù)據(jù)，然后通過無線數(shù)據(jù)發(fā)射器把實(shí)時(shí)差分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)射出去?；鶞?zhǔn)站一旦架設(shè)，在整個(gè)測量過程中不需要進(jìn)行移動，也不需要關(guān)閉儀器，可以認(rèn)為一旦開機(jī)就是半天或者一天，甚至多天。
移動站：架設(shè)一臺接收機(jī)和一套無線數(shù)據(jù)接收器，兩者也是有線連接。移動站做動態(tài)測量，需要無
線數(shù)據(jù)接收器能最小延遲的接收到基準(zhǔn)站無限發(fā)射器所發(fā)射出來的實(shí)時(shí)差分?jǐn)?shù)據(jù)。移動站在整個(gè)測量過 程中時(shí)刻處于移動中，并且可能會間斷性的關(guān)閉儀器，可以認(rèn)為連續(xù)工作2、3個(gè)小時(shí)就會關(guān)閉一次。
RTK的工作方式?jīng)Q定了需要一條單向傳輸實(shí)時(shí)差分?jǐn)?shù)據(jù)無線數(shù)據(jù)鏈，傳統(tǒng)方式是采用數(shù)傳電臺，但由于數(shù)傳電臺本身的特點(diǎn)而導(dǎo)致在現(xiàn)場作業(yè)中存在一些不足，為了保證在數(shù)傳電臺無法穩(wěn)定有效傳輸數(shù)
據(jù)的時(shí)候不影響工作，需要在RTK系統(tǒng)中引入一種可以和數(shù)傳電臺形成優(yōu)劣互補(bǔ)無線數(shù)據(jù)鏈。經(jīng)過考慮我們決定采用中國移動的GPRS服務(wù)。
考慮到RTK的實(shí)際情況，對于這條即將引入RTK系統(tǒng)的GPRS數(shù)據(jù)鏈，我們提出了如下的要求，以便 可以方便高效的為RTK服務(wù)
1、在基準(zhǔn)站和每個(gè)移動站各有一套GPRS終端設(shè)備：對該終端設(shè)備，我們要求對它的體積、接口、
功耗提出一定要求，體積：100*50*20左右，接口：RS232或者3 Wire Serial，功耗需達(dá)到移動設(shè)備
級別；
2、基準(zhǔn)站與移動站之間采用點(diǎn)對點(diǎn)的工作方式，（斷線重新連接后IP地址要可以讓用戶輸入或者
自動更新）。最好可以采用點(diǎn)對多點(diǎn)的廣播方式。不可以采用數(shù)據(jù)中心形式；
3、GPRS數(shù)據(jù)鏈的操作控制簡單；
4、對于GPRS的控制提供串口設(shè)置命令；
5、用戶數(shù)據(jù)每組不超過200 Byte ，頻率1Hz，對這樣的數(shù)據(jù)流要保證GPRS數(shù)據(jù)鏈可以穩(wěn)定通暢，
延遲要確保在2-5秒左右；
6、接收數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)數(shù)據(jù)和檢校錯(cuò)誤，不需要申請重發(fā)，可以忽略該組數(shù)據(jù)，但這樣的錯(cuò)誤率不能
太高，UDP協(xié)議；
7、數(shù)據(jù)傳輸是采用單向方式，即基準(zhǔn)站只負(fù)責(zé)發(fā)送，移動站只負(fù)責(zé)接收；
8、可以考慮采用區(qū)別于VPN的移動內(nèi)網(wǎng)IP互相訪問或者穿越NAT的技術(shù)。
